Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 13
Глава 2. Материал и методы исследования 70
Глава 3. Экспериментально-технические исследования прочностных характеристик моделей остеосинтеза переломов шейки бедренной кости 73
Глава 4. Клинические аспекты минимально инвазивного остеосинтеза
4.1 переломы проксимального отдела бедренной кости 96
4.2 переломы проксимальногого отдела плечевой кости 132
4.3 переломы диафизов трубчатых костей 157
4.4 переломы области вертлужной впадины 190
4.5 околосуставные переломы дистального отдела большеберцовой кости 222
4.6 переломы области голеностопного сустава 234
Заключение 251
Практические рекомендации 280
Выводы 282
Список литературы 284
- Материал и методы исследования
- переломы проксимальногого отдела плечевой кости
- переломы области вертлужной впадины
- переломы области голеностопного сустава
Материал и методы исследования
Основной задачей при лечении переломов считается прочное соединение отломков, как одно из биологически обоснованных требований.
В настоящее время общепризнанным условием для сращения перелома является сохранение васкуляризации костных фрагментов, которое может быть обеспечено только при минимальной травматичности операции.
Действительно, только живая кость может срастись при наличии адекватной функциональной нагрузки [2, 9, 14 ].
В этой связи, в последнее десятилетие возникли новые веяния, получившее название рациональный, менее инвазивный, "минимально инвазивный" или "биологический" остеосинтез. Основной целью такого остеосинтеза является сохранение жизнеспособности тканей в зоне перелома.
Эта тема широко обсуждалась на 2-ом Европейском сьезде травматологов, проходившем в 1996 году в Давосе и на 3-ем Сьезде травматологов стран центральной Европы, прошедшем в июне 1998 года в Амстердаме.
Термин "биологический остеосинтез" был предложен S.Weller еще в 1974 году и в последнее время наиболее часто используется для характеристики большинства способов погружного остеосинтеза из специальных хирургических доступов.[2,9]
Чаще используются термины "минимально инвазивный остеосинтез" или " биологический остеосинтез".[9]
Среди имеющихся способов погружного остеосинтеза выделяются два основных направления: внутрикостный и накостный, остеосинтез.
Принципиальными особенностями внутрикостного остеосинтеза являются закрытая репозиция и малый хирургический доступ вне очага перелома.
Благодаря такой тактике не наносится дополнительная травма тканям в зоне перелома и сохраняется периостальное и эндостальное кровоснабжение.
Подчеркивается, что гематома в зоне перелома содержит тканевые и гуморальные факторы роста, которые безусловно важны в создании благоприятных условий для консолидации перелома, так как нормальные процессы регенерации костной ткани запускаются этими факторами.
Стабильная фиксация при интрамедуллярном остеосинтезе обеспечивает условия для ранней реабилитации больных. К этой категории относится интрамедуллярный остеосинтез стержнями с блокированием для бедренной, большеберцовой и плечевой костей.
При использовании накостных фиксаторов необходимо соблюдение следующих принципов: тщательное предоперационное планирование и закрытая непрямая репозиция при оскольчатых переломах.
Сознательный отказ от идеальной анатомической репозиции при многооскольчатых переломах базируется на принципе разумной достаточности: восстановление длины сегмента и анатомической оси, устранение ротационных и угловых смещений. Только при внутрисуставных переломах имеется необходимость в достижении анатомически точной репозиции.
Обязательным условием является стабильная фиксация базовых фрагментов поврежденного сегмента, исключая фиксацию каждого промежуточного осколка в отдельности.
Снижение инвазивности достигается малотравматичными межмышечными доступами и применением пластин с ограниченным контактом, что сохраняет периостальное кровоснабжение.
К минимально инвазивным имплантам последнего поколения относятся пластины LCP (locking compression plate), которые благодаря
своему дизайну и возможности блокирования винтов резко снижают контактное давление на надкостницу.[ 2,9,11,15].
Основные положения внутрикостного и накостного остеосинтеза,, последние разработки способов репозиции и фиксации понятны отечественным травматологам-ортопедам. Они давно известны и хорошо отработанны на моделях чрескостного внеочагового остеосинтеза.
Что касается перкутанного остеосинтеза погружными конструкциями, то в настоящее время он не является совершенным и требует дальнейших разработок, особенно при фиксации околосуставных метафизарных, метадиафизарных и метаэпифизарных переломов.
Особенно трудно добиться хороших результатов при лечении таких переломов на фоне остеопороза и мягкотканых повреждениях. В этой связи, нами предпринята попытка оценить имеющиеся способы, найти новые подходы в реализации малоинвазивных способов фиксации отломков с учетом биомеханических особенностей перелома.
Важным направлением развития биологического аспекта остеосинтеза является медикаментозное воздействие на процессы регенерации костной ткани.
Регенерация костной ткани. Консолидация переломов. На процесс регенерации костной ткани влияют многочисленные факторы - биологические, биохимические и механические.
Понимание клеточного и молекулярного механизмов управления процессами консолидации ещё не достигло, своего апогея. В процессе консолидации играют важную роль фибробласты, макрофаги, хондробласты, остеобласты, остеокласты. На определенной стадиии регенерации включаются в работу гены, контролирующие продукцию и организацию матрикса.
переломы проксимальногого отдела плечевой кости
Восстановление костномозгового канала и облитерация всех линий перелома подтверждает адекватное сращение. После удаления конструкции может произойти перелом на уровне отверстий для винтов.
Пластина с угловой стабильностью. Объединение преимуществ накостного остеосинтеза и технологии перкутанного перекрытия зоны перелома (мостовидные пластинки) получили дальнейшее развитие с применением стабилизации за счет блокирующих винтов с резьбовой головкой.
Marti et al. продемонстрировал что конструкции с блокирующими винтами способны противостоять большим усилиям, чем обычные накостные пластинки АО. Малоинвазивная стабилизирующая система - LISS (Synthes, Inc., West Chester, Penn) использует блокирующие винты для фиксации за один кортикальный слой. Эта система обеспечивает эластическую деформацию в большей мере, чем обычные накостные пластинки (Gardner et al.).
Пластины с блокирующими винтами «работают» лучше в остеопо-розной кости. Эти пластины наиболее эффективно используют для остеосинтеза в дистальной зоне бедренной кости, проксимальном отделе болыиеберцовой кости, при переломе плато большеберцовой кости.
Интрамедуллярный остеосинтез С середины 1950-х годов интрамедуллярный остеосинтез был широко известен в мире. Для остеосинтеза переломов диафиза бедренной кости, особенно при политравме, антеградное штифтование с блокированием стало технологией выбора в Соединенных Штатах Америки. Постепенно накапливался негативный опыт применения этой технологии в связи с жировой эмболией, нарушением эндостального кровоснабжения, неправильным выполнением остеосинтеза, неправильным пониманием биомеханических принципов фиксации интрамедуллярным стержнем. Шаг за шагом благодаря научному анализу ошибок и осложнений эта технология была доведена до уровня, обеспечивающего благо -приятные исходы при многих типах переломов.
Важно понимать, что стержень для интрамедуллярного остеосинтеза без блокирования можно применить при переломах диафиза бедренной кости на уровне узкой части костномозгового канала. При этом устраняются основные смещения по ширине, под углом, а также ротационные.
Если в одном из отломков канал окажется шире, то для предупреждения ротационных смещений необходимо применить блокирующие винты.
По крайней мере, блокирующий винт должен быть расположен не ближе 2 см к плоскости перелома и примерно далее 2-4 см от сустава. Аксиально нестабильные типы переломов необходимо фиксировать стержнем с двойным блокированием, т.е. в проксимальном и дистальном концах. Необходимо учитывать кривизну диафиза кости при подборе стержня. Важно решить вопрос о необходимости рассверливания костно-мозгового канала под штифт. При антеградном штифтовании бедренной кости входное отверстие должно локализоваться в грушевидной ямке, т.е. по линии костно-мозгового канала. При остеосинтезе большеберцовой кости и плечевой, штифт устанавливается эксцентрично (offset). При подготовке костномозгового канала важно избегать чрезмер ного рассверливания, чтобы не ослаблять кость и не вызывать её некроз в результате перегрева. Нет идеального гвоздя для остеосинтеза, т.к. вариация контуров кости не позволяет унифицировать его форму. Но для каждой кости может быть изготовлена специфическая конструкция. Требования, предъявляемые к интраммедуллярному стержню. Он должен быть достаточно массивным, прочным, чтобы удерживать отломки в репонированном положении, чтобы противостоять ротационным смещениям. Желательно предусмотреть возможность введения блокирующих винтов. Интрамедуллярный стержень не должен мешать действию сил компрессии в зоне переломе. Конструкция должна предусматривать легкое её удаление после консолидации перелома. ( Bechtold JE: Biomechanics of fracture fixation devices. In Gustilo RB, Kyle RF, Templeman DC, eds: Fractures and dislocations, St Louis, 1993, Mosby.).[79]
Типы интрамедуллярных стержней Интрамедуллярные стержни находятся в контакте с кортикальной костью отломков в многочисленных точках. Вся система стабильности зависит от восстановления контакта между отломками по плоскости перелома. Важно исключить аксиальную и ротационную нестабильность. Классическими стержнями для интрамедуллярного остеосинтеза являют фиксаторы Kuntscher и Sampson.
Гибкие стержни Ender and Hackenthall в бедренную кость вводят через мыщелки- в проксимальном направлении и, как правило, достигают вертельной зоны. Kuntscher Y-образный гвоздь и гвоздь Zickel для подвертельных переломов вводят из проксимального фрагмента в дистальный. Блокирующая техника позволила модифицировать эти стержни , обеспечивая аксиальную и ротационную CTa6roibHOCTb(Modne, Kuntscher, Klemm and Schellman, Kempf and Grosse ). Эти фиксаторы используют в настоящее время широко для остеосинтеза переломов проксимального конца бедренной кости, отлитчающиеся чрезмерной аксиальной и ротационной нестабильностью. [175] К этой же группе относятся конструкции Russellaylor, Williams Y образный фиксатор и Uniflex nail. Ретроградное введение интрамедуллярного стержня предполагает доступ через коленный сустав.
переломы области вертлужной впадины
Важным моментом при оперативном лечении повреждений проксимального отдела бедренной кости у больных пожилого возраста является использование малоинвазивного остеосинтеза, сочетающего атравматичность со стабильностью и учитывающего биомеханические особенности функционирования тазобедренного сустава в зависимости от типа перелома, а также степени выраженности потери массы кости.
Такой подход к проблеме во многом обоснован теорией стрессовых зон Culman-Pauwels, рассматривающей возможность эффективного крепления отломков шейки бедра с учетом архитектоники и биомеханики проксимального отдела бедренной кости.
На основании анализа достоинств и недостатков известных способов оперативного лечения переломов шейки бедра, нами был разработан политензофасцикулярный остеосинтез. В процессе изучения возможностей способа проведен эксперимент на костных образцах близких по МПК к костной ткани большинства наблюдаемых больных, целью которого явилось исследование прочностных характеристик остеосинтеза переломов шейки бедра различными конструкциями в сравнении с предложенными нами. Для проведения эксперимента использовали проксимально-диафизарный отдел бедренной кости (Рис.1 ) 30 умерших пожилого возраста ( средний возраст 71 год), взятый на вторые сутки после смерти, последовавшей в результате таких причин как сердечно-легочная недостаточность, интоксикация на фоне пневмонии, острое нарушение мозгового кровообращения ( в 21 случае были женщины, в 9- мужчины). Образцы использовались в течение двух дней после их взятия без термической и химической обработки. Рис. 1. Проксимально-диафизарные отделы бедренной кости, полученные при аутопсии. Рис. 2. Испытательная универсальная машина Zwick-1464. Исследования прочности остеосинтеза проводились на универсальной машине Zwick- 1464 в лаборатории испытаний новых материалов и изделий ЦИТО им. Н.Н. Приорова.( Рис.2 )
До проведения эксперимента производили оценку минеральной плотности костной ткани исследуемых образцов методом двухэнергетической рентгеновской денситометрии с использованием костного денситометра Lunar. Перед исследованием образцы обкладывались мешками, наполненными рисом, что было необходимо для соблюдения условий, существующих in vivo и давало возможность сравнивать полученные результаты с клиническими.
Оценка минеральной плотности денситометрическим методом показала снижение МПК относительно возрастной нормы во всех обследованных образцах. Потеря МПК по Т-критерию в области шейки образцов более — 1,5 SD, что соответствовало остеопении, выявлена у 30%, у 70% отклонение по Т-критерию составило более —2,5 SD, что подтверждало наличие остеопороза. В задачи исследования также входило определение силы упругости, возникающей при сведении лучей V-образных спиц и степени ее воздействия на кость после остеосинтеза пучками V-образных спиц. Кроме того, проводился сравнительный анализ конструктивных особенностей предложенного способа остеосинтеза.
Исследования проводились при воздействии на модели остеосинтеза статических и динамических нагрузок. Особое внимание уделялось изучению зависимости стабильности фиксации отломков от величины угла Пауэлса.
Диафизарные отделы бедренных костей прочно крепились в специальных зажимах, препятствующих их смещению при нагрузках. Помимо собственных креплений использовали также универсальное крепежное устройство Н.А. Шестерни[94]( Рис 3 ). lb
При этом угол между осью диафиза и механической вертикальной осью составлял 6-8 градусов, т.е. создавались условия нагрузки близкие к физиологическим, испытываемые головкой бедра со стороны вертлужной впадины при вертикальном положении человека.
Исследовались модели субкапитального, трансцервикального и базального переломов с углом между плоскостью «перелома» и горизонтальной плоскостью 30,40 и 70 градусов, что по классификации Пауэлса соответствовало I, II и III типам переломов[199]. К субкапитальным относили переломы, когда линия излома проходила от головки бедренной кости через шейку.( Рис. 4)
переломы области голеностопного сустава
A. Swanson и G. Murdoch отмечали, что риск перелома проксимального конца бедренной кости в возрасте 80—84 года превышает 2500 на 100 000 жителей, а общий показатель летальности для лиц всех возрастов при этом виде травм составляет почти 12%.
S. Mannius и соавт. сравнили статистические показатели сельского и городского населения и пришли к выводу, что переломы в зоне тазобедренного сустава регистрируются значительно чаще среди городского населения, что связано, очевидно, с условиями жизни: большая вероятность гиподинамии, авитаминозы и др.
L. Hedlund и соавт. изучали влияние возраста и пола на частоту переломов шейки бедра и в вертельной зоне. Они проанализировали более 20 000 историй болезни жителей Стокгольма с переломами указанной локализации. У мужчин в возрасте до 75 лет переломы шейки бедра и вертельные переломы были примерно одинаково часты. У лиц старше 75 лет преобладали переломы шейки бедра.
Переломы шейки бедренной кости доминировали у женщин во всех возрастных группах, за исключением престарелых, причем у женщин частота переломов проксимального конца удваивается каждые 5—6 лет, у мужчин — каждые 7—8 лет. Эта закономерность свидетельствует о важной роли в генезе травм проксимального конца бедренной кости эндогенных факторов, приводящих к снижению прочности кости.
К эндогенным факторам относится изменение гормонального фона: У женщин в постменопазуальном периоде скелет ежегодно теряет до 1% своей органической и неорганической основы [5, 34, 59].
A. Tountas и J. Waddell полагают, что в возникновении переломов шейки бедра пусковым моментом является резорбция трабекул. У пожилых людей этот тип перелома можно отнести к стрессовым, за исключением тех, что происходят при обычных нагрузках. Первичный и вторичный остеопороз — важнейшая причина ослабления трабекул в головке и шейке бедра. В головке бедра регулярно происходят микропереломы трабекул. Если в какой-то период число таких трабекул превышает критический уровень, то оставшиеся ослабленные трабекулы не могут противостоять обычным нагрузкам и начинается каскад стрессовых переломов. В такой ситуации процесс можно остановить, выполнив остеосинтез наиболее щадящим методом [34, 54, 58, 59].
В 1838г. Ward описал внутреннюю трабекулярную систему в головке бедра: трабекулы ориентированы вдоль линии стрессовых нагрузок. Наиболее толстые трабекулы начинаются от calcar, поднимаясь кверху в наиболее нагружаемую зону головки бедра (во внутреннюю трабекулярную систему головки бедра). Более тонкие трабекулы распространяются от нижнего края зоны овальной ямки (место прикрепления круглой связки головки бедра), далее через головку и в верхнюю порцию шейки бедра и в большой вертел и латеральный кортикальный слой. Calcar - плотная вертикальная костная пластинка, распространяющаяся от заднемедиальной порции диафиза бедра над малым вертелом и далее по радиусу - латерально к большому вертелу, укрепляя шейку бедра в задне-нижнем направлении. Эта шпора прочнее медиально и постепенно истончается в латеральном направлении.
Прочность костной ткани в пределах головки и шейки варьирует от квадранта к квадранту (DeLee JC: Fractures and dislocations of the hip. In Rockwood CA, Green DP, Bucholz R W, et al, eds: Fractures in adults, 4th ed, Philadelphia, 1996, Lippincott.) . Многие исследователи полагают, что в связи с анатомическими особенностями строения шейки бедра компрессирующий винт шеечно-диафизарной конструкции должен располагаться по центру или слегка ниже и кзади.
Передневерхний квадрант головки бедра и шейки является более слабым, вот почему конструкции в этой зоне прорезают кость и выходят в сустав, разрушая в дальнейшем стенку и крышу вертлужной впадины {Baumgaertner MR, Tornetta Р, eds: OKU trauma 3, Rosemont, III, 2005, American Academy of Orthopaedic Surgeons; and Lindskog DM, Baumgaertner MR: Unstable intertrochanteric hip fractures in the elderly, J Am Acad Orthop Surg 12:179, 2004.).
Наиболее часто используется классификация, предложенная Garden. В ней учитывается степень смещения. Он полагал, что различные варианты перелома шейки бедра представляют собой разные стадии разобщения отломков.
Автор учитывает степень ротационного смещения по данным смещения пучка трабекул, поднимающихся к наиболее нагружаемому участку головки бедра. Смещение этих пучков на прямой рентгенограмме отражает степень ротационного смещения. На боковых рентгенограммах угол должен быть равен 180 градусам. При смещении этот угол будет открыт кпереди или кзади.
